[发明专利]一种低温等离子体内窥镜消毒装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体消毒领域，特别涉及一种基于分段间隙电极结构的低温等离子体内窥镜消毒装置和方法。

背景技术

随着科技的进步和人们对健康要求的日益提高，内窥镜的应用越来越广泛。不但在微创手术中大量使用，而且已开始向常规体检领域发展，全球内窥镜市场在2010年已突破100亿美元，可以预见内窥镜的用量将大幅度增长。为了适应应用发展的客观要求，避免一次使用的高成本与多次重复使用的交叉感染风险，研究高效、安全、价廉、操作方便的内窥镜消毒技术迫在眉睫。

由于内窥镜价格比较昂贵而且属于不耐湿热设备，所有其灭菌方法受限，极大限制了临床应用的开展。现今较广泛应用于内窥镜消毒的方法有过氧化氢法、环氧乙烷灭菌法、高压蒸汽灭菌法等。高压蒸汽灭菌法已被证实其对部分病原体无法进行有效的灭活。过氧化氢和环氧乙烷属于有毒气体，且这两种方法采用真空腔体，设备昂贵、用法复杂、处理时间长。在目前的应用效果上来看，上述方法对部分病原体的杀伤能力依然有限，存在交叉感染的风险，且存在有害残留并会损伤到内窥镜材料。

因此，内窥镜内部狭长管道的杀菌消毒是一项比较困难的任务。等离子体可以产生电场、电流、UV辐照、以及各种带电粒子、自由基等活性粒子，可以使病原体快速坏死或凋亡。但是，目前所应用的低气压等离子体的方法，以及低气压等离子体与H₂O₂相结合的方法存在2个主要缺陷：(1)低气压条件需要真空腔，成本高，操作不便；(2)内窥镜的内径在mm数量级，甚至小于1mm，而低气压等离子体的电子自由程大于1cm，这使得产生高密度等离子体的难度很大，等离子体杀菌效果达不到要求。

综上所述，现有技术无法在大气压下产生一种覆盖整个内窥镜内壁、均匀、稳定、常温的等离子体，需要一种新的消毒方法和等离子体发生装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种低温等离子体内窥镜消毒装置，所述装置包括气体控制模块、电源激励模块、等离子体发生模块，其特征在于：

所述气体控制模块通过多个流量控制器控制多种反应气体的成分配比与流速；

所述电源激励模块通过高压电源为所述等离子体发生模块提供激励；

所述等离子体发生模块通过分段间隙的电极结构，产生长度在1cm到2m、直径在0.2mm到10mm的大气压冷等离子体射流。

同时，本发明还公开了一种低温等离子体内窥镜消毒的方法，其特征在于：

步骤1，通过气体控制模块中的多个流量控制器控制多种反应气体的成分配比与流速；

步骤2，通过高压电源为所述等离子体发生模块提供激励；

步骤3，等离子体发生模块通过分段间隙的电极结构，产生长度在1cm到2m、直径在0.2mm到10mm的大气压冷等离子体射流，用于内窥镜消毒。

其中，通过射流的方式获得大气压冷等离子体，可以适应不同管内径的内窥镜消毒处理；

其中，通过在稀有气体为主的混合气体中产生放电，增强了等离子体中活性粒子种类和数量；

其中，利用分段间隙的电极结构，降低放电电压和等离子体温度，适用于不同长度内窥镜的消毒处理。

其中，通过冷等离子体射流产生的强电场、UV、大量活性粒子等，实现对内窥镜内表面的杀菌、消毒处理。

附图说明

图1为本发明中的内窥镜消毒装置的结构示意图。

图2为本发明中分段间隙电极的结构示意图。其中：21为反应气体，22为等离子体射流尾部区，23为高压电极，24为地电极。

图3为本发明中单个电极的结构示意图。a为快速拆装型电极，其中，31为支撑金属杆，与高压电极或地电极母线相连；32为一侧开口的金属卡槽，32与31通过焊接相连。b为弹簧螺钉固定型电极，其中，33为主电极，34为副电极，35为螺母，36为螺钉，37为斥力弹簧；主电极与高压电极或地电极母线相连，副电极通过弹簧螺钉与主电极固定，并实现电连接。

图4为本发明中的消毒装置对内窥镜材料处理的SEM结果，该图中的①为处理前，②为处理后。

具体实施方式

如图1所示，低温等离子体内窥镜消毒装置包括气体控制模块、电源激励模块、等离子体发生模块，气体控制模块通过多个流量控制器控制多种反应气体的成分配比与流速；电源激励模块通过高压电源为所述等离子体发生模块提供激励；等离子体发生模块通过分段间隙的电极结构，产生长度在1cm到2m、直径在0.2mm到10mm的大气压冷等离子体射流。